内窥镜的制作方法

1.本发明总体来说涉及医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种内窥镜。


背景技术：

2.鉴于内窥镜手术具有创伤小、术后瘢痕少、缩短患者恢复时间以及较低成本的优点，其已成为全世界普遍采用的手术类型。在内窥镜手术中由于体内环境的变化，镜头起雾时常发生。临床医生通常采用将镜头拿出体外放入热水中或者手动擦拭的方法除去镜头外表面的雾气，这样不仅影响了医生的手术连贯性，也增加了手术时间，对医生和患者造成一定程度的困扰。
3.现有技术中在镜头表面增加电热丝或在镜管包裹电热膜的方式实现除雾，但这些除雾手段存在温度均匀性差、加热装置不能和镜头有效结合，影响除雾效率，因此所有的技术没有实现转化，只能停留在实验室里。
4.在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.本发明的一个主要目的在于提供一种内窥镜，其镜头和发热层有效地结合，更加具有实用性，解决了现有技术中存在的温度均匀性差以及镜头和加热装置结合不好，且不易实现技术转化的问题。
6.为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
7.根据本发明的一个方面，提供了一种内窥镜，包括镜管，所述内窥镜还包括一可发热镜头，所述可发热镜头设于所述镜管的一端部；所述可发热镜头包括玻璃基底、透明发热层和电极层，透明发热层设于所述玻璃基底上；电极层设于所述透明发热层上。
8.根据本发明的一些实施方式，所述透明发热层的材料包括金属氧化物、石墨烯、碳纳米管、纳米银线、聚苯胺、聚噻吩中的一种或多种；优选金属氧化物或石墨烯。
9.根据本发明的一些实施方式，所述金属氧化物的材料包括sno2、ino2、ito、azo、izo中的一种或多种；优选ito。
10.根据本发明的一些实施方式，所述内窥镜还包括控制模块，所述控制模块设于所述镜管的另一端部；所述控制模块包括电源，所述电源与所述电极层形成电路回路，用于加热所述可发热镜头。
11.根据本发明的一些实施方式，所述内窥镜还包括温度传感器，所述温度传感器用于获得所述可发热镜头的温度；
12.所述控制模块还包括调温模块和温度显示模块，所述调温模块用于调整所述电源的电压大小，以控制所述可发热镜头的温度，所述温度显示模块用于显示所述温度传感器所获得的温度。
13.根据本发明的一些实施方式，所述温度传感器为热敏电阻，所述热敏电阻邻设于
所述透明发热层，并通过一耐温线连接于所述温度显示模块，所述耐温线穿设于所述镜管。
14.根据本发明的一些实施方式，所述控制模块还包括过温保护电路，当所述可发热镜头的温度大于一温度阈值时，所述过温保护电路控制所述电源断开。
15.根据本发明的一些实施方式，所述控制模块还包括过流保护电路，当所述控制模块的电流大于一额定电流时，所述过流保护电路控制所述电源断开。
16.根据本发明的一些实施方式，所述电极层为图案化电极。
17.根据本发明的一些实施方式，所述图案化电极的材料包括银纳米线或氧化铟锡。
18.上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：
19.本发明实施例的内窥镜包括镜管和可发热镜头，因为采用可发热镜头包括玻璃基底、透明发热层和电极层的设计，使得内窥镜的镜头能够直接发热，而无需借助外部加热设备实现除雾。通过透明发热层的设计，一方面对镜头透过率影响较小，不影响视觉观察效果；另一方面，层状透明发热层很好地与玻璃基底结合，使得镜头的温度分布均匀，发热效率高。
附图说明
20.通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
21.图1是根据一示例性实施方式示出的一种内窥镜的示意图。
22.图2是图1中a处的局部放大图。
23.图3至图7示出的是图案化电极的不同实施例的示意图。
24.其中，附图标记说明如下：
25.120、可发热镜头
26.121、玻璃基底
27.122、透明发热层
28.123、电极层
29.130、控制模块
30.140、温度传感器
31.150、耐温线
32.20、内窥镜
33.210、镜管
具体实施方式
34.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
35.虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将
会成为在“下”的组件。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
36.如图1所示，图1是根据一示例性实施方式示出的一种内窥镜的示意图。在一示例实施例中，内窥镜20包括镜管210、可发热镜头120和控制模块130，可发热镜头120设于镜管210的一端部，控制模块130设于镜管210的另一端部。控制模块130电连接于可发热镜头120，能够给可发热镜头120提供电能，以使可发热镜头120产生热量，达到除雾的功效。
37.值得一提的是，本发明实施例的内窥镜20的可发热镜头120，一方面可作为内窥镜的镜头使用，以便在手术过程中观察图像；另一方面还具有加热功能，能够防止可发热镜头120的外表面产生雾气，导致图像模糊。
38.在一些实施例中，内窥镜20可以是腹腔镜、耳鼻喉内窥镜、口腔内窥镜、牙科内窥镜、神经镜、尿道膀胱镜、关节镜、电切镜、鼻窦镜、胸腔镜、喉镜等。
39.如图2所示，图2是图1中a处的局部放大图。在一示例实施例中，可发热镜头120包括玻璃基底121、透明发热层122和电极层123，透明发热层122设于玻璃基底121和电极层123之间。在加热时，电源电连接于电极层123，能够给透明发热层122提供电能。具体来说，电源的正极和负极可以通过耐温线电连接于电极层123的正极和负极，以形成电路回路，从而使得透明发热层122产生热量。
40.在一些实施例中，玻璃基底121的材料可以为蓝宝石玻璃、石英玻璃、普通玻璃、高硅氧玻璃、钠钙玻璃、铅硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃。
41.在一些实施例中，透明发热层122的材料包括金属氧化物、石墨烯、碳纳米管、纳米银线、聚苯胺、聚噻吩中的一种或多种。
42.当透明发热层122的材料为金属氧化物时，金属氧化物的材料包括sno2、ino2、ito、azo、izo中的一种或多种。
43.应当理解的是，可以使用任何适当的方式形成透明发热层122，例如对于石墨烯材质的透明发热层来说，优选使用cvd法在玻璃基底121上生长石墨烯。当然也可以使用其他方式形成石墨烯透明发热层。当采用cvd法时，可以根据不同需要，生长具有不同参数的透明发热层122。透明发热层122的透过率一般在80％～97％，以不影响内窥镜的图像清晰获取。
44.采用cvd法将材质为石墨烯的透明发热层122生长在玻璃基底121上，可使玻璃基底121和透明发热层122很好地结合，从而使得温度分布均匀。
45.对于其他材质的透明发热层122，可以根据材质的种类选择合适的形成方式，例如ito透明发热层122，可以通过蒸镀法形成。纳米银线的透明发热层122，可以通过旋涂法形成。
46.如图1和图2所示，在一些实施例中，内窥镜还包括温度传感器140，温度传感器140用于获得可发热镜头120的温度。控制模块130还包括调温模块(图未示)和温度显示模块(图未示)，调温模块用于调整电源的电压大小，以控制可发热镜头120的温度，温度显示模块用于显示温度传感器140所获得的温度。
47.具体来说，温度传感器140能够实时监测可发热镜头120的温度，并能够将实时温
度传输至温度显示模块得以显示，操作者可实时掌握可发热镜头120的温度变化，避免温度过高或过低。
48.另外，当可发热镜头120的温度过高或过低时，可操作调温模块，以调整电源的电压大小，进而控制可发热镜头120的温度，例如将可发热镜头120的温度控制在50摄氏度～55摄氏度。
49.通过温度传感器140和温度显示模块的设计，可实时监测可发热镜头120的温度，避免温度过高或过低。通过调温模块的设计，可根据可发热镜头120温度的变化，实时调整温度，以使可发热镜头120维持在一设定温度范围，例如50摄氏度～55摄氏度。
50.在一实施例中，温度传感器140可以为热敏电阻，热敏电阻邻设于透明发热层122，用于实时获得可发热镜头120的温度。热敏电阻可以通过导热硅脂连接一耐温线150，并通过耐温线150沿着镜管210的内壁连接于温度显示模块。
51.当然，在其他实施例中，温度传感器140除了热敏电阻外，还可以为其他可监测温度的元器件，此处不再一一列举。
52.上述的耐温线150可以为硅胶线、fpc软排线等。
53.在一些实施例中，控制模块130还包括过温保护电路，当可发热镜头120的温度大于一温度阈值时，过温保护电路控制电源断开。该温度阈值例如为55摄氏度。
54.在一些实施例中，控制模块130还包括过流保护电路，当控制模块130的电流大于一额定电流时，过流保护电路控制电源断开。
55.通过上述过温和过流保护电路的设计，控制装置可根据实时的温度和/或电流的大小，而控制电源的断开或闭合，有效避免了由于过温和/或过流原因造成内窥镜的硬件和软件的损坏。
56.可以理解的是，上述的过温保护电路和过流保护电路可采用现有技术中既有的方案，对于电路的详细设计，此处不再赘述。
57.如图3至图7所示，图3至图7示出是图案化电极的不同实施例的示意图。在一示例实施方式中，可发热镜头120的电极层123为图案化电极。电极层123的材料包括银纳米线或氧化铟锡。
58.图案化电极可以是任何适用于电极的材料形成，例如上文所述的银纳米线或氧化铟锡等。通过在透明发热层122表面设置图案化电极从而能够降低透明发热层122的电阻。本领域技术人员可以根据实际的需要选择合适的图案，以降低透明发热层122的电阻。具体的图案化电极的形状可以是如图3和4所示的叉指状的电极。也可以是图5和图6所示的平行设置，可以根据所需设置平行电极的间距以得到预期的阻值。还可以是如图7所示的环形设置。具体设置的图形不以图3至图7为限，本领域技术人员可以根据具体的需求可以设置相应的图形和电极密度，从而实现降低阻值的目的。
59.本发明实施例通过设置图案化电极可以将可发热镜头120的电源的电压限定在1.2v～12v范围内即可实现发热的目的，从而达到节约电能的好处。形成图案化电极的方法可以是根据电极的不同材料而选择不同的形成方式，例如喷墨、涂覆、蒸镀等。
60.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
61.实施例1
62.内窥镜为腹腔镜，可发热镜头120的玻璃基底121采用蓝宝石玻璃，透明发热层122的材质为石墨烯，石墨烯采用cvd法直接形成在玻璃基底121上，生长完成后整体可见光的透过率为85％。热敏电阻通过导热硅脂连接耐温线，并通过耐温线通过镜管210的内壁连接至外部的控制模块130。透明发热层122的边缘处涂布有导电银浆，导电银浆进行热固化干燥，干燥后使用焊锡与另一耐温线焊接。控制模块130包括调温模块和温度显示模块，实现可发热镜头120温度的实时监控和温度显示。控制模块130还包含过温保护电路和过流保护电路，当镜头温度高于55℃时，可控制电源断开；当电路电流大于额定电流时，可控制电源断开，避免由于软硬件故障和外部原因造成的安全隐患。
63.实施例2
64.内窥镜为腹腔镜，可发热镜头120的玻璃基底121采用石英玻璃，透明发热层122的材质为石墨烯，石墨烯采用cvd法直接形成在玻璃基底121上，生长完成后整体可见光的透过率为95％。热敏电阻通过导热硅脂连接耐温线，并通过耐温线通过镜管210的内壁连接至外部的控制模块130。透明发热层122的边缘处涂布有导电银浆，导电银浆进行热固化干燥，干燥后使用焊锡与另一耐温线焊接。控制模块130包括调温模块和温度显示模块，实现可发热镜头120温度的实时监控和温度显示。控制模块130还包含过温保护电路和过流保护电路，当镜头温度高于55℃时，可控制电源断开；当电路电流大于额定电流时，可控制电源断开，避免由于软硬件故障和外部原因造成的安全隐患。
65.实施例3
66.内窥镜为腹腔镜，可发热镜头120的玻璃基底121采用普通玻璃，透明发热层122的材质为ito，ito采用蒸镀法或磁控溅射法在玻璃基底121上，生长完成后整体可见光的透过率为94％。热敏电阻通过导热硅脂连接耐温线，并通过耐温线通过镜管210的内壁连接至外部的控制模块130。透明发热层122的边缘处涂布有导电银浆，导电银浆进行热固化干燥，干燥后使用焊锡与另一耐温线焊接。控制模块130包括调温模块和温度显示模块，实现可发热镜头120温度的实时监控和温度显示。控制模块130还包含过温保护电路和过流保护电路，当镜头温度高于55℃时，可控制电源断开；当电路电流大于额定电流时，可控制电源断开，避免由于软硬件故障和外部原因造成的安全隐患。
67.实施例4
68.内窥镜为腹腔镜，可发热镜头120的玻璃基底121采用蓝宝石玻璃，透明发热层122的材质为ito，ito采用蒸镀法或磁控溅射法在玻璃基底121上，生长完成后整体可见光的透过率为84％。热敏电阻通过导热硅脂连接耐温线，并通过耐温线通过镜管210的内壁连接至外部的控制模块130。透明发热层122的边缘处涂布有导电银浆，导电银浆进行热固化干燥，干燥后使用焊锡与另一耐温线焊接。控制模块130包括调温模块和温度显示模块，实现可发热镜头120温度的实时监控和温度显示。控制模块130还包含过温保护电路和过流保护电路，当镜头温度高于55℃时，可控制电源断开；当电路电流大于额定电流时，可控制电源断开，避免由于软硬件故障和外部原因造成的安全隐患。
69.实施例5
70.内窥镜为腹腔镜，可发热镜头120的玻璃基底121采用石英玻璃，透明发热层122的材质为ito，ito采用蒸镀法或磁控溅射法在玻璃基底121上，生长完成后整体可见光的透过
率为95％。热敏电阻通过导热硅脂连接耐温线，并通过耐温线通过镜管210的内壁连接至外部的控制模块130。透明发热层122的边缘处涂布有导电银浆，导电银浆进行热固化干燥，干燥后使用焊锡与另一耐温线焊接。控制模块130包括调温模块和温度显示模块，实现可发热镜头120温度的实时监控和温度显示。控制模块130还包含过温保护电路和过流保护电路，当镜头温度高于55℃时，可控制电源断开；当电路电流大于额定电流时，可控制电源断开，避免由于软硬件故障和外部原因造成的安全隐患。
71.实施例6
72.内窥镜为腹腔镜，可发热镜头120的玻璃基底121采用石英玻璃，透明发热层122的材质为sno2，sno2采用蒸镀法或磁控溅射法在玻璃基底121上，生长完成后整体可见光的透过率为80％。热敏电阻通过导热硅脂连接耐温线，并通过耐温线通过镜管210的内壁连接至外部的控制模块130。透明发热层122的边缘处涂布有导电银浆，导电银浆进行热固化干燥，干燥后使用焊锡与另一耐温线焊接。控制模块130包括调温模块和温度显示模块，实现可发热镜头120温度的实时监控和温度显示。控制模块130还包含过温保护电路和过流保护电路，当镜头温度高于55℃时，可控制电源断开；当电路电流大于额定电流时，可控制电源断开，避免由于软硬件故障和外部原因造成的安全隐患。
73.实施例7
74.实施例7与前面实施例的相同之处不再赘述，实施例7与前面实施例的不同之处在于：透明发热层可以是ino2、azo、izo中的一种或多种。
75.实施例8
76.实施例8与前面实施例的相同之处不再赘述，实施例8与前面实施例的不同之处在于：内窥镜可以是耳鼻喉内窥镜、口腔内窥镜等。
77.综上所述，本发明提供的内窥镜的优点和有益效果在于：
78.本发明实施例的内窥镜包括镜管210和可发热镜头120，因为采用可发热镜头120包括玻璃基底121、透明发热层122和电极层123的设计，使得内窥镜的镜头能够直接发热，而无需借助外部加热设备实现除雾。通过透明发热层122的设计，一方面对镜头透过率影响较小，不影响视觉观察效果；另一方面，层状的透明发热层122很好地与玻璃基底121结合，使得镜头的温度分布均匀，发热效率高。
79.另外，本发明实施例的透明发热层122的材质为石墨烯时，利用石墨烯的透明导电性和高电热特性，使得可发热镜头120的发热均匀好、发热效率高，且对内窥镜的镜头的透过率影响较小。而且，石墨烯还具有自洁功能和疏水性能，降低了清洁成本。
80.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的内窥镜仅仅是采用本发明的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本发明的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。
81.应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。